工業硅礦熱爐在生產實踐中爐底上漲主要指爐底未被還原的 SiC 和 SiO2 、CaO、Al2O3等氧化物形成的未熔融物沒有由爐內排除,造成沉積物不斷增多,沉積層不斷增高,導致硅熔渣和反應區逐漸上升,電極逐漸上移,電爐底部溫度不斷下降,出爐時硅熔渣和熔融渣不能通暢流出,造成爐底上漲,正常爐況受到破壞,指標惡化,分析具體原因如下。

一：爐料的影響

①爐料中雜質進入爐內的爐料中除了含有SiO2和C之外,還含有諸如Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO等氧化物雜質。在常壓下Fe2O3還原溫度最低,其次是SiO2 ,再次是Al2O3、MgO和CaO。由于他們的還原溫度不同,所以在工業硅礦熱爐中,Fe2O3和SiO2絕大部分被還原,Al2O3、MgO、CaO部分被還原。根據資料介紹,硅石和還原劑灰分中的各種氧化物,在冶煉生產時進入熔融工業硅的情況是:鐵95%~98%、硅82%~87%、鋁50%~55%、鈣35%~40%、鎂30%~35%。

從表1可知,熔渣的熔點比工業硅的熔點高很多,并且流動性又差,因此沉積在爐膛底部的熔渣難于排出,時間久了熔渣在爐缸堆積造成爐底上漲。

②爐料粒度的影響

當爐料粒度過小時,爐料會提前熔化,影響透氣性造成刺火跑火損失大量熱能;爐料粒度過大時,沒完全反應的爐料進入爐膛底部,增加熔渣。硅溶液和熔渣分離不好混熔在一起,變黏的熔體出爐時不易排出,爐缸熔渣的堆積造成爐底上漲。

③配比的影響

從SiO2還原的總反應式看,參加反應必須精確為1個SiO2分子和2個C原子,如果C過量爐底就會積存SiC,否則就會產生氧化渣。碳化硅形成爐底上漲的特征是爐料較疏松導電性強,電極電流不斷增大,電極位置不斷上升,出爐時帶出的黏渣呈綠色。 SiO 2 等氧化物雜質形成爐底上漲,早期爐料發黏,搗爐時形成大塊粘料,甚至拉成絲狀,同時電極電流下降,電極能夠深插,熔化區坩堝縮小,電極電流開始波動并不斷加劇,后期只能被迫提升電極使電極上抬,爐膛底部熱量和溫度下降,熔點高黏度大的熔渣無法順利排出積存于爐膛底部,最終導致爐底上漲。